فصلنامة علمی - پژوهشی تحقیقات جنگل و صنوبر ایران

جلد 21  شمارة 1، صفحة 141-126، (1392)

اثر تاریخ کاشت و پوشش نهال روی جوانه‌زنی بذر و کاهش خسارت سرمای دیررس در نهال ون

کامبیز اسپهبدی^1* و سیف‌الله خورنکه²

1^*- نویسنده مسئول، استادیار پژوهش، مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی استان مازندران، ساری. پست‌الکترونیک: K_espahbodi@yahoo.com

2- کارشناس پژوهش، مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی استان مازندران، ساری

تاریخ دریافت: 10/5/91                                                                تاریخ پذیرش: 1/10/91

چکیده

در چند سال اخیر سرمای دیررس بهاره روی نهال‌های گونه‌ ون (Fraxinus excelsior L.) در نهالستان‌های کوهستانی خسارت زیادی وارد کرده است. این تحقیق با هدف کاهش خسارت سرمای دیررس بهاره روی نهال­های گونه ون در نهالستان درزیکلای شرکت چوب فریم واقع در کیلومتر 17 جنوب شرقی شهر پل­سفید اجرا شد. در این تحقیق دو تیمار پوشش نهال (در دو سطح شامل کرت‌های دارای پوشش با نایلون سفید در هنگام سرما و کرت‌های بدون پوشش نایلونی) و تاریخ کاشت (در چهار سطح کاشت در هفته اول اسفند، اواسط اسفند، هفته اول فروردین و هفته آخر فروردین) در قالب طرح کرت‌های خرد شده با سه تکرار در دو سال متوالی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که اثر تیمار تاریخ کاشت روی جوانه‌زنی (سبزشدن) بذر ون معنی­دار بود (p<0.01)، اما اثر پوشش کرت و اثرهای متقابل پوشش کرت در تاریخ کاشت روی میزان جوانه‌زنی بذر ون و نیز روی قطر یقه ون معنی‌دار نبودند. اثر تاریخ کاشت روی ارتفاع نهال ون معنی­دار بود (p<0.05). ارتفاع نونهال‌ها پس از کاشت در هفته اول اسفند، به‌تدریج افزایش یافت و با کاشت در اوایل فروردین، به بیشترین مقدار خود رسید و دوباره کاهش یافت. اثر پوشش کرت، اثر تاریخ کاشت و اثر متقابل تاریخ کاشت در پوشش کرت روی میزان تلفات ناشی از سرمای دیررس بهاره در نهال‌های ون، معنی­دار شد (p<0.01). مقدار تلفات نونهال‌های ون در کرت‌های بدون پوشش 80 درصد و در کرت­های دارای پوشش حدود 20 درصد بوده است. وقتی که روی کرت‌های دارای نونهال‌های ون پوشش ایجاد شد، تفاوت معنی‌داری در میزان تلفات ناشی از سرما در تاریخ‌های مختلف کاشت دیده نشد، اما در کرت‌های فاقد پوشش، میزان تلفات به‌تدریج با نزدیک شدن تاریخ‌های کاشت به هفته آخر فروردین، به­طور معنی­داری کاهش یافت. با توجه به بازده تولید نهال و میزان تلفات ناشی از سرما، پیشنهاد می‌شود بذر ون بعد از یک دوره 12 ماهه استراتیفه سرد، از نیمه دوم اسفند تا نیمه اول فروردین کاشته شود و در اواخر فروردین، نهال‌ها با استفاده از پوشش نایلونی از سرمای احتمالی محافظت شوند.

واژه‌های کلیدی: پوشش نایلونی، جوانه‌زنی بذر، قطر، ارتفاع، تلفات سرما، استراتیفیکاسیون

مقدمه

ون (Fraxinus excelsior L.) از مهمترین گونه‌های صنعتی جنگلهای شمال ایران بشمار می‌رود. تولید نهال و جنگل‌کاری با گونه ون در یک دهه اخیر به­طور گسترده مورد توجه سازمان جنگل­ها و مراتع کشور قرار گرفته است. با این حال، در نهالستان‌های بالابند درصد قابل ملاحظه‌ای از نونهال‌های ون در خزانه به‌دلیل وقوع رخدادهایی مانند سرمای دیررس بهاره و سرمای زودرس پاییزه یا به­طور کامل از بین می‌روند و یا به آنها آسیب جدی وارد می­شود. یکی از مهمترین اهداف بیشتر جنگل‌کاریها تولید چوب صنعتی بوده است (Wood, 1997) و یکی از شرط­های اساسی موفقیت جنگل‌کاریهای تولیدی استفاده از نهال استاندارد و سالم می­باشد. تولید نهال‌های استاندارد برای افزایش بهره­وری در جنگل‌کاریها به دو عامل ژنتیک پایه مادری و شرایط محیط پرورش نهال (عملیات کاشت و داشت در نهالستان) بستگی دارد. یخ‌زدگی در زمستان، سرمای دیررس در فصل رویش و یا سرمای زودرس در اواخر پاییز که به برگها، جوانه­ها، شاخه‌ها و حتی به ریشه‌ها آسیب می‌رساند، باعث مرگ نونهال­ها، کندی رشد و ضعف آنها می­شود (Anekonda & Adams, 2000). رخداد انواع سرما در مناطق مختلف در مجموع باعث نهال‌کاری دوباره در 40 درصد از جنگل‌کاریها می‌شود (Sarvas, 2002) و به همین دلیل کنترل آسیب ناشی از سرما در اقتصاد جنگل‌کاری اهمیت ویژه‌ای پیدا کرده است (Stevenson et al., 1999).

مطالعات پژوهشگران مختلف نشان می­دهد که سرمای دیررس بهاره و سرمای زودرس پاییزه به‌همراه گرم شدن کلی تدریجی زمین از مسائل مهم و اساسی کشاورزی و منابع طبیعی در قرن حاضر می‌باشند (Man et al., 2009). سرمازدگی در نهال‌های درختان جنگلی به شکلهای مختلف رخ می‌دهد. گاهی خاک نهالستان به‌شدت یخ زده و با تغییر حجم، ریشه نونهال‌ها پاره می­شود. این نهالها در مواجه با استرس‌های خشکی و گرمایی بعد از کاشت در جنگل‌کاری، آسیب­پذیرتر خواهند شد (Camle et al., 1994). با این ­حال در برخی گزارشها آمده است که استرس‌های آبی و غذایی نهال‌ها در فصل رشد، می­تواند آنها را در مقابل سرماهای دیررس و یا زودرس بردبارتر نماید (Burdett & Simpson, 1984).

گیاهان به­طور معمول به دو روش اجتناب و مقاومت در مقابل سرماهای بی­موقع واکنش نشان می‌دهند. مقاومت به­طور معمول با تغییر در فعل و انفعال­های شیمیایی و یا تغییر در غلظت آنزیم­ها و هورمون­ها به­طور طبیعی ایجاد می­شود (Anderson et al., 1995; korori, 1999). برخی از منابع اثر تغذیه با برخی از مواد مغذی مانند ازت، فسفر و پتاسیم و یا اثر هورمون­های آبسیسیک اسید و یا جیبرلیک اسید و مانند آنها را در افزایش مقاومت گیاه مؤثر می­دانند. گزارش شده که مصرف 100 تا 130 میلی‌گرم ازت به‌نحوی که 70 درصد آن در دوره رویش و 30 درصد آن در فصل پاییز انجام شود در کاهش خسارت سرما مؤثر است (Andivia et al., 2010). اما گیاهان با تأخیر در جوانه­زنی و برگ دادن و یا با شتاب در خزان نیز از سرماهای بی­موقع اجتناب می­کنند. در این رابطه Rehfheldt et al. (1989 & 1991) در خصوص تعدادی از گونه‌های سوزنی­برگ کوه­های راکی، Jones & Gregg (2006) در رابطه با دوگلاس و نیز Emerson et al. (2006) در رابطه با Abies fraseri گزارش کردند که یکی از راه­های کاهش خسارت سرمای دیررس به تأخیر انداختن آغاز علائم حیاتی در بهار است. براساس پژوهش­های Kramer et al. (2000) پاسخ­های فنولوژیک یک گونه درختی مهمترین نقش را در مقابله با اثرهای سرماهای دیررس بهاره و زودرس پاییزه دارد. صدمات ناشی از یخ‌زدگی نشانه ناسازگاری ژنوتیپ‌های درختی با شرایط اقلیمی منطقه محسوب می‌شود (Saenz-Romero et al. 2006).سازوکار دفاعی یک نهال در مقابل یخ‌زدگی در جمیعت‌ها و پایه‌های مختلف، ممکن است تحت کنترل عوامل ژنتیکی نیز قرار داشته باشد (Xin & Browse, 2000. در این رابطه Weiser (1970) و Morin et al. (2007) گزارش کردند که مقاومت گیاهان در مقابل شرایط سخت محیطی نوعی از پاسخ سازگاری آنها محسوب می­شود. در این خصوص حتی برای برخی از گونه­ها مانند Pinus devonuiana گزارش شد که بین افزایش ارتفاع از سطح دریای مبدأ بذر و کاهش خسارت سرمای دیررس رابطه خطی معکوس وجود دارد (Saenze-Romero & Tapia-Olivares, 2008).

در مدل‌سازی پیش‌بینی صدمات ناشی از سرماهای بی‌موقع در نونهال‌های دوگلاس (Timmis et al., 1994) گزارش کردند که زود بازشدن جوانه‌ها در نونهال‌های دوگلاس اگرچه باعث رشد بیشتر نهال‌ها می­شود، اما به همان اندازه نهال‌ها را بیشتر در معرض سرمای دیررس بهاره قرار می­دهد. البته نتیجه مشابه را Townsend (1997) و Lechowicz (1984) نیز گزارش کردند. اگر در پاییز رشد نونهال‌ها متوقف نگردد و ریزش برگها دیرتر از موعد مقرر صورت گیرد، به‌رغم طولانی شدن دوره رشد، خطر سرمای زودرس پاییزه افزایش می­یابد (Leinonen & Hanninen, 2002). براساس نتایج پژوهش­های Stevenson et al. (1999) چون سرمای دیررس بهاره به­طور معمول 2 تا 3 بار بیشتر از سرمای زودرس پاییزه رخ می­دهد، اصلاح­گران گونه­های جنگلی تلاش می‌کنند نتاجی تولید کنند که دیرتر از خواب بیدار می‌شوند و تولیدکنندگان نهال در تلاش هستند تا با تغییر در تاریخ کاشت، در ظهور علائم حیاتی گیاهان تأخیر ایجاد کنند. در این­ صورت نونهالها کمتر با سرما مواجه می‌شوند.

با این­حال محافظت فیزیکی نونهال‌ها با استفاده از پوشش نایلونی در برابر سرمای زودرس پاییزه و یا دیررس بهاره در بسیاری از کشور‌ها رایج است. به­عنوان مثال Tinus et al. (2002) در نهالستانی در بروکلین امریکا برای محافظت از یخ­زدگی نونهال‌های کاج کاشفی در اواخر پاییز، از پوشش نایلونی سیاه استفاده کردند. آنها گزارش کردند که آستانه تحمل نونهال‌ها، دمای 25 درجه فارنهایت (4- درجه سانتی‌گراد) است. کاهش ناگهانی و پایدار درجه حرارت در فصل رویش که به‌مدت 7 شب در منطقه طول کشید، تلفات سنگینی به نونهال‌ها وارد ­کرد. زمانی که از پوشش نایلونی در طول این چند شب استفاده شد، بازده تولید نهال به دو برابر افزایش یافت. در تحقیقی توسط Jinks et al. (2007) در خصوص اثر تاریخ کاشت، علف­کش­ها و پوشش کرت روی جوانه­زنی، بذر ون را در یکی از نهالستان­های انگلستان در چهار تاریخ 24 فوریه (3 اسفند)، 17 مارس (27 اسفند)، 21 آوریل (اول اردیبهشت) و 19 می (29 اردیبهشت) کاشتند. نتایج تحقیق آنها نشان داد که جوانه­زنی بذر ون تا تاریخ کاشت اوایل اردیبهشت به‌تدریج افزایش یافته و از آن به بعد به‌شدت کاهش پیدا کرد. آنها دلیل آن را کاهش رطوبت خاک دانسته ولی اثر پوشش کرت را معنی­دار ندیدند.

با توجه به اهمیت اقتصادی و ارزش تجاری چوب گونه ون و نیز با توجه به این که نهال گونه ون به­­طور گسترده در جنگل‌کاری مورد استفاده قرار می­گیرد، این تحقیق با هدف کاهش خسارت ناشی از سرمای دیررس بهاره روی نهال‌های آن اجرا شده است. در این تحقیق اثر پوشش محافظ روی کرت‌های دارای نهال و نیز اثر تاریخ‌های مختلف کاشت بذر روی بازده تولید نهال ون و کاهش خسارت ناشی از سرمای دیررس در یک نهالستان کوهستانی مورد بررسی قرار گرفت.

مواد و روش‌ها

این پژوهش در نهالستان درزیکلای شرکت سهامی چوب فریم انجام شده است. نهالستان درزیکلا با حدود 6 هکتار مساحت در 27 کیلومتری جنوب شرقی شهر پل­سفید و در مختصات ″10 ′16 °53 طول شرقی و ″32 ′04 °35 عرض شمالی واقع شده است (شکل1). ارتفاع آن از سطح دریا 1250 متر و جهت آن جنوب‌غربی می‌باشد. خاک نهالستان قهوه‌ای جنگلی، نیمه‌عمیق تا عمیق با بافت رسی سنگین بوده و pH آن حدود 7 است. داده­های 10 سال اخیر ایستگاه هواشناسی مستقر این نهالستان، متوسط بارندگی سالانه را بین 630 تا 834 میلی‌متر نشان داد. دمای حداقل مطلق از 11- تا 5/17- و دمای حداکثر مطلق از 5/33 تا 5/37 درجه سانتی‌گراد در نوسان بود. متوسط درجه حرارت ماهانه از 8/10 تا 2/12 درجه سانتی‌گراد ثبت شد. کمینه رطوبت نسبی 68 درصد و بیشینه آن 89 درصد گزارش شد. اقلیم نهالستان به‌روش دومارتن با ضریب 9/30 I= مرطوب و با روش آمبرژه (4/69 Q=) مرطوب سرد تعیین شده است.

شکل1- محل اجرای تحقیق در نقشه مازندران (نهالستان درزیکلای شرکت چوب فریم)

بذر ون که از چهار پایه مادری سالم از رویشگاه­های نزدیک به نهالستان جمع­آوری شده بود، در سال 1386 برای تحریک جوانه‌زنی به­مدت یکسال در ماسه مرطوب تحت استراتیفه سرد قرار داده ­شد تا در سال 1387 مورد استفاده قرار گیرد. به­نحوی که در جعبه­هایی به ابعاد 50×50 و به ارتفاع 70 سانتی­متر در بین ماسه مرطوب قرار داده شد. این عمل در سال 1388 نیز تکرار گردید. تیمار اصلی تحقیق، پوشش نهال بود که در 2 سطح (با پوشش نایلونی کرت‌های دارای نهال و بدون پوشش نایلونی) و تیمار فرعی تحقیق تاریخ کاشت بود که در 4 سطح (هفته اول اسفند، اواسط­ اسفند، هفته اول فروردین و هفته آخر فروردین) تعیین شد. طرح در قالب کرت­های خرد شده در 3 تکرار پیاده شد. تحقیق در دو سال تکرار شد. ابعاد کرت­ها 5/1×2/1 سانتی­متر بوده و در آن 120 عدد بذر سالم در 5 ردیف کاشته شد. فاصله بین ردیف­ها در کرت 20 سانتی‌متر تعیین گردید.

برای تنظیم زمان­های استفاده از پوشش نایلونی روی نهال‌ها، اطلاعات هواشناسی ماه­های اسفند (مارس)، فروردین (آوریل) و اردیبهشت (می) ایستگاه هواشناسی مستقر در نهالستان در 3 سال قبل از اجرای طرح (سالهای 1385-1384، 1386-1385 و 1387-1386) بررسی شد (شکل2). براساس این بررسیها دمای هوا به­طور معمول در سه سال قبل از اجرای تحقیق در اواسط اسفند، هفته چهارم اسفند و اوایل فروردین و نیز هفته سوم فرودین به زیر صفر درجه رسیده است. به همین دلیل در چهار مرحله تقریباً از حدود 5 روز مانده به تاریخ‌های یادشده پوشش‌های نایلون در تیمارهای مربوطه روی کرت­های دارای نهال قرار داده شد. پوشش محافظ نهال­ها روی چوب­های نازک قوسی­شکل قرار داده شد، به‌طوری‌که ارتفاع پوشش­ها در وسط کرت­ها حدود 50 سانتی­متر و بتدریج با کاهش به سمت طرفین در حاشیه کرت­ها با زمین تماس داشت.

شکل2- نوسان­های حداقل دمای مطلق در ماه­های مارس و آوریل سال 2006 در نهالستان درزیکلا

از پنجم اسفند همزمان با ادامه کاشت در تیمارهای تاریخ کاشت، کرت­های کاشته شده قبلی مورد بررسی قرار گرفت تا روند جوانه‌زنی بذرهای کاشت­ شده ثبت گردد. این اقدام هر هفته یک بار تکرار گردید و تا اول خرداد ادامه یافت. از ابتدای فروردین، آسیب‌دیدگی نونهال‌ها از سرمای دیررس نیز ثبت شد. این بررسی تا پایان اردیبهشت ادامه یافت. اطلاعات اقلیمی (حداقل مطلق دمای روزانه) در دوره اجرای طرح ثبت و روند کاهش ناگهانی درجه حرارت در ماه­های اسفند و فروردین مورد ارزیابی قرار گرفت. داده­ها در نرم‌افزارهای EXEL و MSTATC با استفاده از مدل تجزیه مرکب کرت­های خرد شده با تکرار در زمان (Yazdi-Smadi et al., 2002) تجزیه و تحلیل شده و بهترین تیمار از لحاظ بازده تولید نهال و کاهش خسارت سرما معرفی شد.

نتایج

تغییرات درجه حرارت در زمان اجرای طرح

در بیستم اسفند سال 1387 دمای هوا به­طور ناگهانی تا 11 درجه و در بیست و چهارم اسفند سال 1388 حدود 10 درجه کاهش یافت (شکلهای3 و 5). در حالی که در این زمان حدود 20 درصد بذرهای کاشته شده گونه ون در تیمار تاریخ کاشت اوایل اسفند به نهال تبدیل شد. همه این نونهال‌ها با سرمای ناگهانی اسفند برخورد کردند. در کرت‌های بدون پوشش نزدیک به 90 درصد از نونهال‌های ون از بین رفتند. اما بذرهایی که در هفته اول اسفند کاشته شده بود هنوز سبز نشده بودند.

شوک دوم سرما در هر دو سال متوالی در انتهای هفته اول فروردین رخ داد، به­طوری‌که در سال 1387 به مدت 4 روز دما به 3 درجه زیر صفر و در سال 1388 نیز به حدود 2 درجه زیر صفر رسید. نونهال‌های حاصل از تیمار کاشت ون در هفته اول اسفند با این شوک طولانی سرما مواجه شدند. این نونهال‌ها به‌شدت در کرت‌های فاقد پوشش آسیب دیدند، اما بذر‌های کاشته شده در هفته اول فروردین تا این تاریخ به نهال تبدیل نشده بودند.

سومین شوک سرما در سال 1387 در بیست و پنجم فروردین که دمای هوا ناگهان از حدود 4 درجه بالای صفر به 5 درجه زیر صفر رسید و تا دو روز نیز ادامه داشت، اتفاق افتاد. در سال 1388 نیز شوک شدید در هفته اول اردیبهشت رخ داد که حداقل مطلق دما از 8 درجه بالای صفر به کمتر از 2 درجه زیر صفر رسید. در این تاریخ، بذرهای کاشته شده در سه تیمار تاریخ کاشت (از هفته اول اسفند تا هفته اول فروردین) به نهال تبدیل شده بودند، بنابراین در معرض سرمای شدید ناگهانی اواخر فروردین و اوایل اردیبهشت قرار گرفتند. اما بذرهای کاشته شده در آخرین تیمار کاشت ون (کاشت اواخر فروردین) تا آن موقع به نهال تبدیل نشده‌ بودند، بنابراین این شوک سرمایی به آنها نرسید و نونهال­ها سالم ماندند. بذرهایی که این نهال­ها از آنها تولید شد از هفته دوم اردیبهشت شروع به سبز شدن کردند. البته در ماه اردیبهشت (May) هر دو سال (1387 و 1388) سرمای دیررس رخ نداد (شکلهای4 و 6).

شکل3- نوسان­های حداقل دمای مطلق در ماه­های مارس و آوریل  2009 میلادی (1387 شمسی)

شکل4- نوسان­های حداقل دمای مطلق در ماه می 2009 میلادی (1387 شمسی)

در سال 1389، دمای هوا از ابتدای اسفند با نوسان­هایی معادل 2 درجه سانتی‌گراد به‌تدریج گرم شد، اما دوباره در 23 فروردین حدود 5 درجه و بعد در هفته اول اردیبهشت حدود 10 درجه سانتی‌گراد کاهش داشته و به زیر صفر رسید. در این زمان بجز کرت‌هایی که بذر آنها در اواسط فروردین کاشته شده بودند بقیه کرت‌ها پر از نهال بودند. بنابراین از اسفند سال 1388 تا خرداد 1389 حداقل 3 بار به‌ترتیب در هفته چهارم اسفند، هفته سوم فروردین و هفته اول اردیبهشت سرمای دیررس بهاره رخ داده است. از 11 اردیبهشت به بعد در سال 1389 سرمای دیررس رخ نداد.

شکل5- نوسان­های حداقل دمای مطلق در ماه‌های مارس و آوریل 2010 میلادی (1388 شمسی)

شکل6- نوسان­های حداقل دمای مطلق در ماه می 2010 (1389 شمسی)

جوانه­زنی بذر و تولید نهال در تیمارهای تاریخ­های کاشت

میانگین جوانه­زنی بذر ون از حداقل 87/36 درصد تا حداکثر 13/64 درصد در نوسان بود. میانگین تولید نهال ون از تاریخ کاشت هفته اول اسفند تا تاریخ کاشت اواسط اسفند روند افزایشی داشته ولی بعد روند آن کاهشی شد (جدول1). نتایج تجزیه واریانس نشان داد که اثرهای سال کاشت، پوشش کرت، اثر متقابل سال در پوشش کرت روی جوانه‌زنی و سبز شدن بذر ون معنی­دار نشد (جدول2). اما اثر تاریخ کاشت روی میزان جوانه­زنی معنی­دار گردید (P<0.01). بین تیمارهای سال و تاریخ کاشت از نظر سبز شدن بذرها اثر متقابل معنی‌دار دیده نشد (جدول2). بررسی میانگین جوانه‌زنی بذر ون در تاریخ­های مختلف کاشت نشان داد که سبز شدن بذرهای کاشته شده با نزدیک شدن به تاریخ‌های کاشت اواسط اسفند افزایش یافته، ولی بعد روند آن نزولی شده و در نهایت کاشت در هفته آخر فروردین به کمترین مقدار خود رسید. نتایج آزمون گروه­بندی میانگین­ها (دانکن 5 درصد) کاشت اواسط اسفند را در بهترین و کاشت در هفته اول فروردین را در گروه بعدی و کاشت در هفته آخر فروردین را در ضعیف‌ترین گروه قرار داد (شکل7).

جدول1- میانگین دوساله درصد سبزشدن بذر ون در تیمارهای مختلف تاریخ کاشت

جدول2- تجزیه مرکب اثر تیمارهای اعمال شده روی میزان جوانه‌زنی بذر و تلفات نهال ون

* و **: به‌ترتیب معنی‌دار در سطح 5 و 1 درصد و ns: عدم معنی‌داری

اثر تیمارها در کاهش تلفات سرمای دیررس

میانگین تلفات نونهال‌های ون در اثر سرمای دیررس در دو سال مورد بررسی متفاوت بود، اما این تفاوت معنی­دار نشد. اثر پوشش کرت در کاهش تلفات ناشی از سرمای دیررس روی نهال‌ها معنی­دار بود (P<0.01) (جدول2). اثر متقابل سال در پوشش کرت در تلفات نونهال‌ها معنی‌دار نبود. اثر تیمارهای تاریخ کاشت روی تلفات ناشی از سرمای دیررس معنی‌دار شد (P<0.01). اثر متقابل سال در تاریخ کاشت و اثر متقابل پوشش کرت در تاریخ کاشت روی مرگ و میر نونهال‌ها معنی‌دار شد (جدول2).

بیشترین تلفات نونهال‌های ون در نهال‌های حاصل از کاشت بذر در هفته اول و اواسط اسفند ایجاد شده و از این نظر بین این دو تاریخ کاشت، تفاوت معنی‌دار دیده نشده است. اما تفاوت بین تیمارهای کاشت در اسفندماه با تاریخ­های کاشت­ در ماه فروردین معنی‌دار بود (P<0.05). با فاصله گرفتن تاریخ کاشت از زمستان تلفات نونهال‌ها در اثر سرمای دیررس کاهش یافت، به­طوری‌که کمترین تلفات در تاریخ کاشت هفته آخر فروردین وجود داشت (جدول3).

گروه‌بندی اثر متقابل سال در تاریخ کاشت نشان داد که در هر دو سال، تاریخ­های کاشت هفته اول و اواسط اسفند بیشترین تلفات را داشته‌اند. در هر دو سال کمترین تلفات به تیمارهای تاریخ کاشت در فروردین اختصاص داشت (جدول3 و شکل7). در بررسی اثر متقابل پوشش کرت در تاریخ کاشت در کلیه تیمارهای تاریخ کاشت مربوط به کرت­های دارای پوشش، تلفات نونهال‌ها اندک بود. در این تیمارها بین تاریخ­های مختلف کاشت تفاوت معنی‌داری دیده نشد. اما در تیمار بدون پوشش بیشترین تلفات (حدود 82 درصد) به کاشت اول اسفند اختصاص داشت و در کاشت آخر فروردین حداقل تلفات مشاهده شد (جدول3).

جدول3- گروه­بندی میانگین­های تلفات نونهال‌های ون در اثر متقابل تیمارها (دانکن 5 درصد)

حروف انگلیسی متفاوت نشان‌دهنده تفاوت معنی­دار در سطح 5 درصد می­باشد.

شکل7- مقایسه میزان جوانه­زنی و تلفات نونهال­های ون در تیمارهای تاریخ کاشت

اثر تیمارهای تحقیق روی قطر و ارتفاع نهال

تجزیه مرکب اثر تیمارهای تاریخ کاشت و پوشش کرت در سال روی قطر یقه و ارتفاع نهال‌های ون نشان داد که اثر سال کاشت روی صفات قطر یقه و ارتفاع معنی‌دار نبود (جدول4). اثر پوشش کرت روی هر دو صفت قطر و ارتفاع در سطح 5 درصد معنی‌دار بود. اثر تاریخ­های مختلف کاشت روی قطر یقه معنی‌دار نشد، اما اثر آنها در ارتفاع نهال معنی­دار بود (P<0.01) (جدول4). اثر متقابل تاریخ کاشت در پوشش کرت روی قطر یقه معنی­دار نشد اما اثر آن روی ارتفاع معنی­دار بود (جدول4).

جدول4- تجزیه مرکب اثر پوشش کرت و تاریخ کاشت روی قطر یقه و ارتفاع نهال‌های ون

          * و **: به‌ترتیب معنی‌دار در سطح 5 و 1 درصد و ns: عدم معنی‌داری

بررسی میانگین قطر یقه در تیمارهای مختلف تاریخ کاشت نشان داد که اگرچه تفاوت بین تیمارهای مختلف تاریخ کاشت معنی‌دار نبود و همه تیمارها در یک گروه قرار گرفتند، با این‌حال بیشترین مقدار قطر یقه به تیمارهای کاشت در اواسط اسفند اختصاص داشت و با نزدیک شدن به اواخر فروردین از مقدار قطر یقه کاسته شد (جدول5). ارتفاع نونهال‌ها از تاریخ کاشت هفته اول اسفند به‌تدریج افزایش یافته و در کاشت اوایل فروردین به حداکثر خود رسید و دوباره کاهش یافت. به­طوری‌که بیشترین مقدار ارتفاع در تاریخ کاشت اواسط اسفند و کمترین آن به تاریخ کاشت آخر فروردین اختصاص داشت (جدول5).

جدول5- مقایسه میانگین قطر یقه و ارتفاع نهال ون در تیمارهای مختلف تاریخ کاشت

حروف انگلیسی متفاوت نشان‌دهنده تفاوت معنی­دار در سطح 5 درصد می­باشد.

بررسی اثرهای متقابل تیمارهای تاریخ کاشت و پوشش کرت نشان داد که بیشترین مقدار قطر یقه در تیمار کاشت اواسط اسفند در کرت­های پوشش­دار بدست آمده است. در کرت­های دارای پوشش، نونهال‌های کاشته شده در اوایل اسفند یا اواخر فروردین قطر کمتری پیدا کردند. اما در تیمارهای فاقد پوشش تفاوت چندانی بین تاریخ‌های مختلف کاشت دیده نشد (جدول5).

میانگین ارتفاع نونهال‌های ون در کرت‌های دارای پوشش 60/13 سانتی‌متر و در کرت‌های بدون پوشش 25/9 سانتی‌متر بوده است. البته در دو نوع پوشش از لحاظ ارتفاع نونهال‌ها نتایج متفاوتی دیده شد (جدول5). بیشترین مقدار ارتفاع در نونهال‌های حاصل از کاشت در اواسط اسفند و در کرت­های دارای پوشش مشاهده گردید. در مجموع حداقل میزان ارتفاع به کرت­های بدون پوشش اختصاص داشت. به‌طورکلی در این کرت­ها بین تاریخ‌های مختلف کاشت تفاوت معنی‌داری دیده نشد (جدول5).

بحث

خسارت ناشی از سرمای دیررس زمانی شدید می‌شود که در آغاز فصل رویش، به­طور ناگهانی دمای هوا به‌شدت کاهش یابد. بررسی داده­های اقلیمی سه سال قبل از اجرای تحقیق و نیز دو سال دوره اجرای تحقیق در ایستگاه هواشناسی مستقر در نهالستان نشان داد که به­طور نسبی در هر 5 سال مورد بررسی این تحقیق حداقل یک‌بار در اسفند و یک‌بار در فروردین و حتی اوایل اردیبهشت دمای هوا به‌شدت کاهش یافته و این کاهش در بعضی مواقع بین 8 تا 10 درجه سانتی‌گراد بوده است. در دهه‌های قبل، جوانه‌زنی بذرها در نهالستان‌های شرکت چوب فریم به‌طور معمول بعد از ماه اسفند آغاز می‌شد، اما بررسیهای پنج سال اخیر نشان داد که در اوایل اسفند که هنوز یک ماه از زمستان باقی مانده است بذرهای بسیاری از گونه‌ها ازجمله ون سبز می‌شوند. این پدیده خطر مواجه شدن با سرمای دیررس را چند برابر می‌کند. اقلیم در قرن اخیر دارای تغییراتی آهسته و به‌سوی گرم شدن است. Man et al. (2009) اثر سرمای بی‌سابقه در ماه می (اردیبهشت) که خسارت سنگینی به جنگل‌کاری زیر 20 سال و توده‌های طبیعی در انتاریو کانادا وارد کرد را بررسی کرده و گزارش دادند که از سال 1918 تاکنون به‌دلیل گرم­شدن تدریجی هوا باز شدن جوانه‌ها در بسیاری از گونه‌های جنگلی به‌تدریج جلو افتاده و به انتهای زمستان نزدیک شده و در مقابل تعداد وقوع سرمای دیررس از گذشته تا به حال افزایش یافته است.

میانگین جوانه‌زنی بذر از کاشت اول اسفند به‌تدریج تا کاشت اوایل فرودین افزایش یافته، ولی از آن تاریخ به بعد کاهش یافته است. بذر ون برای سبز شدن به حدود یک سال استراتیفه سرد نیاز دارد. اساساً این بذرها در نهالستان­ها از اواسط­ تا اواخر اسفند و یا در برخی از سالها در دهه اول فروردین کاشته می­شوند. در کاشت اوایل اسفند ممکن است تحریک جوانه‌زنی بذرهای ون به­طور کامل انجام نشده باشد؛حتی ممکن است خروج بذر قبل از کامل شدن دوره استراتیفه، موجب خواب دوباره آن شده باشد. این پدیده در خصوص گونه‌ Acer platanoeides توسط Jensen (2001)  و برای گونه بارانک توسط Piagnani & Bassi (2000) گزارش شده است. اما در کاشت بعد از اوایل فروردین به‌دلیل خروج کامل مریستم­های ریشه­چه و ساقه­چه و حساسیت زیاد آنها به خشکی ممکن است کمبود رطوبت در خاک باعث خشک شدن مریستم‌ها شده باشد (Jensen, 2001). به همین دلیل بذرهای کاشته شده در هفته اول فروردین به بعد با کاهش جوانه­زنی مواجه گردیدند.

وقتی که کرت­ها فاقد پوشش بودند بین تاریخ­های مختلف کاشت در خصوص ارتفاع و قطر یقه نهال­های ون تفاوت معنی‌داری دیده نشد. ولی در مجموع کاهش شدید در ارتفاع و قطر یقه در تیمارهای بدون پوشش دیده شد. بذرهایی که در اوایل اسفند کاشته شدند از اواسط­ اسفند سبز می‌شوند، ولی بذرهایی که در فروردین کاشته شدند در اواخر فروردین و یا اوایل اردیبهشت سبز می­شوند. بنابراین این نونهال‌ها بین 1 تا 2 ماه کمتر از نونهال‌های سبز شده در اسفند از دوره رویش بهره‌مند می‌شوند. همین امر باعث کاهش قطر و ارتفاع نونهال‌هایی شده که دیرتر سبز شدند. نونهال‌های ون در مقابل سرمای دیررس بسیار حساس‌ هستند. نونهال‌های ون قدرت جست­دهی دوباره ندارند. ازاین‌رو رویش قطری و ارتفاعی نونهال‌های خسارت دیده تقریباً متوقف می‌شود. اما وقتی که کرت‌ها دارای پوشش باشند از تاریخ کاشت اواسط اسفند به بعد با تأخیر در تاریخ کاشت به‌دلیل از دست دادن دوره رویش، مقدار قطر یقه و ارتفاع کاهش می‌یابد.

نتایج بررسی اثر متقابل تاریخ کاشت در پوشش کرت نشان داد، وقتی که روی کرت‌های دارای نونهال‌های ون پوشش ایجاد گردد میزان تلفات به حداقل می­رسد. وقتی که کرت‌ها فاقد پوشش بودند میزان تلفات زیاد بود و به‌تدریج با انتقال تاریخ کاشت به بهار کاهش ‌یافت. البته در بهترین تاریخ کاشت، میزان تلفات ون در کرت‌های بدون پوشش به­طور معنی‌داری از ضعیف‌ترین کرت‌های دارای پوشش کمتر بوده است. این نشان می­دهد که در نهالستان‌های کوهستانی برای گونه ون نمی‌توان بدون پوشش کرت، تولید نهال مطلوب را انتظار داشت. نونهال­های ون با وجود اینکه در مقابل سرمای بهاره بسیار حساس هستند، ولی به­مرور با افزایش سن آنها در مقابل سرما مقاومت نشان می­دهند. به‌طوری‌که وقتی سن آنها به بیش از 6 ماه می­رسد به­طور کامل در مقابل سرمای پاییزه مقاومت نشان می­دهند. بنابراین برای نونهال­های ون تنها کافی است تا در مقابل سرمای بهاره محافظت گردد. بنابراین با توجه به نتایج بدست‌آمده می­توان تنها در موقعی که احتمال بروز سرمای دیررس بهاره و زودرس پاییزه وجود دارد، روی کرت­های دارای نهال، پوشش محافظ نایلونی قرار داد. استفاده از پوشش­های محافظ در مقابل سرما‌های پاییزه و بهاره و حتی برای یخبندان‌های زمستانه رایج است. به‌عنوان مثال استفاده از این پوشش‌ها قبلاً توسط Jinks et al. (2007) برای نونهال­های گونه­های ون و افرای شبه چناری و توسط Tinus et al. (2002) برای نونهال­های کاج کاشفی گزارش شده است.

تعداد دفعات کاهش ناگهانی دما در ماه اسفند کمتر از دفعات کاهش ناگهانی دما در ماه فروردین بود، ولی خسارت سرمای دیررس در ماه اسفند به­مراتب از خسارت سرمای دیررس در ماه فروردین بیشتر بوده است، زیرا در ماه اسفند نونهال‌ها به­طور معمول در حالت دو برگی بوده و بسیار شکننده و آسیب­پذیر هستنند. حداقل دمای مطلق در اوایل اسفند حدود 2 تا 5 درجه زیر صفر بوده و آمدن سرمای دیررس در اسفند اغلب میزان دما را به زیر صفر ؟ می‌رساند که موجب یخ­زدگی کامل نونهال‌ها می‌شود. بنابراین اگر منطقه تولید نهال دارای سرمای دیررس بهاره باشد زود بازشدن جوانه­ها نونهال‌ها را بیشتر در معرض سرمای دیررس بهاره قرار می­دهد (Townsend, 1977; Lechowicz, 1984). به همین دلیل به عقب انداختن شروع جوانه‌زنی کمک بزرگی برای کاهش سرمای دیررس بهاره خواهد بود. محققانی مانند Rehfheldt (1989 & 1991) در خصوص بسیاری از گونه­های درختی کوه­های راکی و یا درباره دوگلاس و نیز در رابطه با Abies fraseri این موضوع را گزارش کرده‌اند (Emerson et al., 2006). بنابراین یکی از راه‌های کاهش خسارت سرمای دیررس بهاره به عقب انداختن آغاز علائم حیاتی در اواخر زمستان و اوایل بهار می‌باشد.

براساس نتایج این تحقیق با تأخیر در تاریخ کاشت از میزان خسارت سرمای دیررس کاسته شده است. بررسی نوسان­های حداقل دمای مطلق در ماه‌های فروردین و اسفند سالهای اجرای تحقیق نشان داد که در هر دو سال مورد بررسی سرمای بسیار شدیدی در هفته سوم اسفند و نیز بعد از آن در هفته اول فروردین و نیز هفته سوم فروردین رخ داده است. بذرهای کاشته شده در اوایل اسفند بعد از 15 روز در اواسط اسفند به نهال تبدیل شدند. این نونهال­ها با سرمای دیررس هفته سوم اسفند و تمامی سرماهای بعد از آن برخورد کردند. اما بذرهای کاشته شده در اواسط اسفند در اوایل فروردین و بذرهای کاشته شده در اوایل فروردین در اواسط فروردین و بذرهای کاشته شده در اواخر فروردین در اواسط اردیبهشت سبز شدند. به این ترتیب با تأخیر در تاریخ کاشت، سبز شدن نونهال­ها حداقل بعد از یک مورد سرمای دیررس انجام شده است. به همین دلیل تأخیر در تاریخ کاشت موجب کاهش خسارت سرما شده است. با این حال اگرچه تأخیر در تاریخ کاشت سبب کاهش خسارت سرما می­شود، اما وقتی تاریخ کاشت به اواسط فروردین می­رسد به‌دلیل کاهش رطوبت زمستانه خاک به‌شدت از میزان جوانه­زنی بذرها کاسته می­شود (Jinks et al., 2007).

با توجه به نتایج این تحقیق، برای کاهش خسارت سرمای دیررس بهاره می­توان بذرهای تحت استراتیفه ون را از اواسط اسفند تا دهه اول فروردین کاشت. در این حالت آبیاری کرت­های دارای بذر در اواخر فروردین برای کاهش اثرهای ناشی از استرس­های خشکی، کمک مؤثری به افزایش بازده تولید نهال خواهد کرد. البته اندکی تأخیر در کاشت بذر باعث می­شود که این بذرها بعد از وقوع تعدادی از سرماهای دیررس بهاره سبز شوند. اگرچه بعد از آن نیز ممکن است استفاده از پوشش محافظ ضرورت پیدا کند، اما دفعات استفاده از پوشش محافظ کاهش یافته که در کاهش هزینه­های تولید نهال مؤثر خواهد بود.

منابع مورد استفاده

References

Anderson, D., Marc, K., Tottempudi, P. and Cecil Steward, R., 1995. Changes in isozyme profiles of catalase, peroxides and glutathione reductase during acclimation to chilling in mesocotyls of maize seedling. Plant Physiology, 109: 1247-1257.

Andivia, E., Fernández, M. and Vázquez-Piqué, J., 2011. Autumn fertilization of Quercus ilex ssp. ballota (Desf.) Samp. nursery seedlings: effects on morpho-physiology and field performance. Annals of Forest Science, 68: 543-553.

Anekonda, T. S. and. Adams, W.T., 2000. Cold hardiness testing for Douglas-fir tree, improvement programs: guideline for a simple, robust and inexpensive screening method. Western Journal of Applied Forestry, 15(3):129-136.

Burdett, A.N. and Simpson, D.G., 1984. Lifting, grading, packaging and storing (Chapter 21). In: Duryea, M. L., and Thomas D. L (eds.). Forest nursery manual: Production of bare root Seedlings. Martinis Nijhoff/Dr W. Junk Publishers. The Hague/ Boston/ Lancaster, For Forest Research Laboratory, Oregon State University, Corvallis, 386 p.

Camlé, S., Bigras, F. J., Margolis, H. A. and Hébert, C., 1994. Frost tolerance and bud dormancy of container-grown yellow birch, red oak and sugar maple seedlings. Tree Physiology, 14: 1313-1325.

Emerson, J. L., Frampton, J. and McKeand, S. E., 2006. Genetic variation of spring frost damage in 3-year-old Fraser fir Christmas tree plantations. HortScience, 41(7): 1531–1536.

Jensen, M., 2001. Temperature relations of germination in Acer platanoides L. seeds. Scandinavian Journal of Forest Research, 16: 404–414.

Jinks, L. R., Willoughby, I. and Baker, C., 2006. Direct seeding of ash (Fraxinus excelsior L.) and sycamore (Acer pseudoplatanus L.): The effects of sowing date, pre-emergent herbicides, cultivation, and protection on seedling emergence and survival. Forest Ecology and Management, 237: 373–386.

Jones, G. E. and Cregg, B. M., 2006. Budbreak and winter injury in exotic firs. HortScience, 41:143–148.

Korori, S. A. A., 1999. Environmental alteration of plant peroxides isoenzyme pattern. Research Institute of Forests and Rangelands, 120 p.

Kramer, K., Leinonen, I. and Loustau, D., 2000. The importance of phonology for the evaluation of impact of climate change on growth of boreal, temperate and Mediterranean forests ecosystems: an overview. International Journal of Biometeorol, 44: 67–75.

Lechowicz, M. J., 1984. Why do temperature deciduous trees leaf out at different times? Adaptation and ecology of forest communities. American Nararafist, 124(6): 821-842.

Leinonen, I. and Hanninen, H., 2002. Adaptation of the timing of bud burst of Norway spruce to temperate and boreal climates. Silva Fennica, 36: 695–701.

Man, R., Kayahara, G. J., Dangand, Q. L. and Rice, J. A., 2009. A case of severe frost damage prior to bud break in young conifers in Northeastern Ontario: Consequence of climate change? Forestry Chronicle, 85(3): 453-462.

Morin, X., Ameglio, T., Rein, A., Lanta, V., Lebourgeois, F., Miglietta, F., Kurz-Besson, C. and Chuine, I., 2007. Variation in cold hardiness and carbohydrate concentration from dormancy induction to bud burst among provenances of three European oak species. Tree Physiology, 27: 817–825.

Piagnani, C. and Bassi, D., 2000. In vivo and in vitro propagation of Sorbus torminalis from juvenile material. Italus-Hortus, 7: 3-7.

Rehfheldt, G. E., 1989. Ecological adaptations in Douglas-fir (Pseudotsuga menziesii var. glauca): a synthesis. Forest Ecology and Management, 28: 203–215.

Rehfheldt., G. E., 1991. A model of genetic variation for Pinus ponderosa in the Inland Northwest (USA): applications in gene resource management. Canadian Journal of Forest Research, 21: 1491–1500.

Sáenz-Romero, C., and Tapia-Olivares. B. L., 2008. Genetic variation in frost damage and seed zone delineation within an altitudinal transect of Pinus devoniana (P. michoacana) in México. Silvae Genetica, 57(3):165–170.

Saenz-Romro, C., Guzman-Reyna, R. R. and Rehfheldt, G. E., 2006. Altitudinal genetic variation among Pinus oocarpa populations in Michoacan, México; implications for seed zoning, conservation of forest genetic resources, tree breeding and global warming. Forest Ecology and Management, 229: 340–350.

Sarvaš, M., 2002. Determination of effects of desiccation and frost stress on the physiological quality of Norway spruce (Picea abies L. Karst.) seedling by measurement of electrolyte leakage from the root system. Forest Science, 48 (8): 366-371.

Stevenson, J. F., Hawkins, B. J. and Woods, J. H., 1999. Spring and fall cold hardiness in wild and selected seed sources of coastal Douglas-fir. Silvae Genetica, 48(1): 29-34.

Timmis, R., Flewelling, J. and Talbert, C., 1994. Frost injury prediction model for Douglas-fir seedlings in the Pacific Northwest. Tree Physiology, 14: 855-869.

Tinus, R. W., Sword, M. A. and Barnett, J. P., 2002. Prevention of cold damage to container-grown longleaf pine roots. In: Geneneral  Technical  Report. SRS-56. P 55-57. Asheville, NC: U. S. Department of Agriculture, Forest Service, Southern Research Station.

Townsend, A. A., 1977. Characteristics of red maple progenies from different geographic areas. Journal of American Societies of Horticulture Science, 102: 461-466.

Weiser, C. J., 1970. Cold resistance and injury in woody plants. Science, 169: 1269–1278.

Wood, D., 1997. The conservation of agro biodiversity on farm: questioning the emerging paradigm. Biodiversity and Conservation, 6: 109-129.

Yazdi-Samadi, B., Rezaei. A. and Valizadeh, M., 2002. Statistical Designs in Agricultural Research. Tehran University, 4^th edition, 739 p.